Как делают пластик? Пошаговое руководство

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, как производится пластик? Он включает в себя превращение сырья в универсальные пластиковые изделия. В этом руководстве рассказывается о сложном процессе - от получения сырья до изготовления современных пластиковых изделий. Прочитав его, вы узнаете, как повседневные материалы создаются с заботой и новыми идеями.

Основные выводы

• Производство пластмасс начинается с получения углеводородов из сырой нефти и природного газа¹ и².
• Превращение мономеров в полимеры, известное как полимеризация, является важнейшим этапом¹ и².
• Оба аддитивная полимеризация и конденсационная полимеризация являются ключевыми для производства различных пластмасс¹ и².
• Современные способы производства пластика включают литье под давлением и экструзию².
• Биологически чистые пластмассы являются экологически чистым выбором по сравнению с традиционными пластмассами².
• Добавки используются при изготовлении пластика для удовлетворения конкретных потребностей¹.
• Новые тенденции, такие как биобазные пластмассы и рециклинг меняют будущее отрасли¹ и².

Введение в производство пластмасс

Производство пластмасс - это сложное сочетание науки и техники. Оно превращает сырье в продукты, которыми мы пользуемся каждый день. Все начинается со сбора сырой нефти и природного газа.³. Затем с помощью высокотехнологичных процессов эти материалы превращаются в различные пластмассы. Мы получаем такие виды, как термопласты и термореактивные пластмассы⁴.

Эта область предлагает более 90 различных видов пластмасс для изготовления игрушек и деталей автомобилей.⁴. Популярные из них - полипропилен (PP) и полиэтилен (PE), известные своей прочностью и универсальностью. Они широко используются в производстве автомобилей и медицинских приборов⁵. Важно знать разницу между термопластами, которым можно придать новую форму, и термореактивными пластмассами, которые не поддаются изменениям после формирования⁴.

Технологический прогресс привел к появлению сложных машин. Возьмем, к примеру, одношнековые экструдеры для пластмасс.³. Они играют ключевую роль в производстве высококачественных пластиковых изделий. В этих машинах есть такие детали, как шнеки и бочки, которые работают вместе, чтобы сделать пластик идеальным. Эти технологические достижения помогают сделать процесс эффективным и экологичным.

История пластмасс насчитывает более 150 лет³. Александр Паркес представил паркезин в 1862 году. С тех пор такие огромные разработки, как целлулоид, бакелит и ПВХ, изменили производство пластика. ПВХ, например, теперь используется в таких вещах, как сайдинг и водопровод.³.

Чтобы понять, что такое пластмассы, необходимо знать о таких методах, как литье под давлением и экструзия.⁴. Эти технологии необходимы для изготовления различных изделий. Они зависят от свойств каждой пластмассы. С появлением новых машин и методов улучшается и наша способность производить более качественные пластмассы.

Хотите узнать больше о том, как производятся пластмассы? Вот подробное руководство по одиночным шнековые экструдеры для пластмасс³.

Добыча сырья

Производство пластика начинается со сбора важного сырья. В основном его получают из сырой нефти и природного газа. Затем эти ресурсы перерабатываются, чтобы получить компоненты, необходимые для производства пластика. В США из 42-галлонного барреля сырой нефти 6 галлонов идет на производство пластика.⁶. Это показывает, насколько важны эти материалы для производства пластмасс.

Сырая нефть и природный газ

Нефть и природный газ являются ключевыми для производства пластика. В 2015 году мы произвели более 322 миллионов тонн пластика из нефти⁷. Сырая нефть расщепляется на части для производства пластика и других вещей, таких как реактивное топливо и бензин.⁶. Природный газ также имеет большое значение. Например, он используется для производства полиэтилена, самого распространенного пластика для упаковки⁷.

Возобновляемые источники

В производстве пластика все чаще используются возобновляемые ресурсы. Это помогает окружающей среде. Мы используем целлюлозу из деревьев и угля для производства биобазные пластмассы⁸. Этот шаг направлен на то, чтобы использовать меньше ископаемого топлива и более экологичные методы. Кроме того, пластик сегодня используется в таких вещах, как солнечные батареи, что показывает, что он может быть частью устойчивых решений.⁸.

Процесс рафинирования

Сырье, такое как сырая нефть, добывается и перерабатывается, чтобы получить основу для пластика. Эта важная переработка начинается с дистилляции и приводит к получению мономеров. Эти этапы подготавливают к созданию полимеров пластмассы.

Перегонка сырой нефти

Создание пластика начинается с перегонки сырой нефти. В ходе этого процесса нефть нагревается, разделяясь на различные части по температуре кипения. Легкие фракции, такие как нафта, необходимы для производства пластика. Дистилляция упрощает разделение ключевых фракций и создает основу для дальнейших химических изменений, необходимых для производства пластика.

Производство мономеров

После дистилляции нафта превращается в мономеры - строительные блоки для пластмасс. Это включает в себя крекинг и риформинг для получения таких важных мономеров, как этилен и пропилен. Затем эти мономеры превращаются в полимеры, которые необходимы для производства пластмасс.

В 2023 году в мире будет произведено около 2,18 млн тонн биопластика. Это лишь небольшая часть от общего объема мирового производства пластика в 390,7 млн тонн в 2021 году.⁹. Процесс дистилляции и получения мономеров является ключевым в 8-ступенчатом процессе переработки нефти. Этот процесс превращает нефть в полезные пластиковые продукты¹⁰. На каждом этапе сырая нефть тщательно превращается в мономеры, необходимые для производства пластика.

Полимеризация: Превращение мономеров в полимеры

Полимеризация превращает простые мономеры в сложные полимеры - строительные блоки пластика. Этот процесс является ключевым для производства пластика. Он соединяет маленькие, реакционноспособные мономеры в длинные цепочки.

Существует два основных типа: аддитивная полимеризация и конденсационная полимеризация. Аддитивная полимеризация разрывает двойные связи в мономерах, таких как этилен, образуя длинные цепи¹¹. Это позволяет придавать молекулам различные формы, влияя на их прочность и гибкость¹². Процесс требует тщательного контроля, чтобы не допустить перегрева¹¹.

Конденсационная полимеризация связывает две функциональные группы в мономерах, высвобождая воду¹². В основном из них получаются прямые полимерные цепи. По мере превращения мономеров в димеры они продолжают соединяться, пока все не будут использованы¹². Конечные свойства полимеров, например, их теплостойкость, зависят от их молекулярной массы.¹².

Свойства полимеров зависят от длины цепи и молекулярного веса. Тяжелые полимеры могут быть невероятно прочными и долговечными¹¹. Различные катализаторы помогают настраивать эти черты, улучшая их с каждым годом¹¹.

Синтетические полимеры, такие как полиэтилен, различаются по весу и структуре¹³. Они могут образовывать спутанные массы или полукристаллические формы. Эта структура влияет на то, можно ли переплавить полимер или нет¹³.

Чтобы помочь планете, мы постоянно работаем над улучшением способов переработки пластика. Подробнее о переработке полиэтилена высокой плотности читайте на сайте Решения по переработке полиэтилена высокой плотности¹¹.

Как делают пластик?

Чтобы понять, как производится пластик, необходимо знать, что такое полимеризация. Существует два основных типа этого процесса. Каждый из них превращает основные строительные блоки в полимеры. Эти полимеры имеют разные свойства и применение.

Полимеризация добавлением

Аддитивная полимеризация соединяет мономеры с помощью двойных связей в длинные цепи. При этом не образуется никаких побочных продуктов. Так мы получаем такие материалы, как полиэтилен и полипропилен. Во время Второй мировой войны потребность в пластмассах в США резко возросла - на 300%. Эта потребность подтолкнула к использованию пластмасс вместо таких дефицитных материалов, как сталь и стекло. Эти изменения повлияли на различные отрасли промышленности и вещи, которыми мы пользуемся каждый день.¹⁴.

Конденсационная полимеризация

С другой стороны, конденсационная полимеризация соединяет мономеры, выделяя небольшие молекулы, например воду. Это очень важно для производства прочных и гибких пластмасс, таких как полиэстеры и нейлоны. Этот метод также помогает производить биопластики из растений, что делает их более экологичными. Кроме того, в настоящее время предпринимаются усилия по расширению переработки и созданию биоразлагаемых пластиков. Эти меры направлены на уменьшение воздействия на окружающую среду¹⁴¹⁵.

Компаундирование и обработка пластмасс

Компаундирование и переработка пластмасс играют важную роль в их производстве. Здесь сырьевые полимеры смешиваются с добавками для придания им определенных свойств. Благодаря этому процессу мы получаем пластики, лучше подходящие для конкретных работ.

Смешивание расплавов

Сайт процесс смешивания расплавов является ключевым моментом в приготовлении пластмасс. На этом этапе полимеры расплавляются и смешиваются с такими добавками, как стабилизаторы и красители. Это делает пластики более однородными по цвету и качественными.

Высокотехнологичное оборудование и тщательный контроль обеспечивают неизменно высокое качество материалов. Такое постоянство имеет решающее значение для изготовления качественных пластиковых изделий в дальнейшем.

Гранулирование

Следующим важным шагом будет гранулирование. Здесь расплавленная смесь превращается в небольшие гранулы. Эти гранулы являются исходным материалом для многих пластиковых изделий. Правильное изготовление гранул гарантирует, что продукция получится качественной.

Например, гранулы ПЭВД используются во многих изделиях, поскольку они прочны и могут быть переработаны. Вы можете узнать больше о том, как гранулируется ПЭВД здесь. Качество ЛДСП очень важно для производства качественной продукции¹⁶.

Техники изготовления пластмасс

Сегодня мы используем множество технологии изготовления пластмасс для разных целей. Сайт процесс литья под давлением и процесс экструзии очень важны. Они очень часто используются, потому что могут выполнять множество функций при изготовлении пластиковых изделий.

Литье под давлением

Сайт процесс литья под давлением очень важен для производства пластиковых изделий. Из него производится более 80% пластиковых изделий, которые мы видим ежедневно.¹⁷. Он отлично подходит для быстрого изготовления множества изделий и позволяет очень точно создавать сложные формы. Он работает со многими типами пластмасс, что делает его очень полезным для множества различных вещей¹⁸. Будь то повседневные предметы или специальные детали, этот метод очень надежен и эффективен.

Экструзия

Сайт процесс экструзии Создает длинные пластиковые формы, продавливая расплавленный пластик через форму¹⁸. Он отлично подходит для изготовления длинных вещей, которые должны быть одинакового размера, например труб и листов. Этот метод часто используется для изготовления вещей, которые должны быть прочными и долговечными, например строительных материалов и упаковки. Экструзия известна тем, что позволяет быстро изготовить большое количество изделий без лишних затрат материалов.

В заключение следует отметить, что оба процесс литья под давлением и процесс экструзии являются ключевыми в производстве пластиковых изделий. Эти методы помогают промышленности во многих отношениях и делают производство более эффективным и экологичным. Они позволяют производителям постоянно придумывать новые решения для удовлетворения мировых потребностей.

Роль добавок в производстве пластмасс

Добавки играют важнейшую роль в производстве пластмасс. Они помогают удовлетворить потребности в безопасности и производительности. Почти каждый пластиковый продукт содержит основные полимеры и различные добавки. Они улучшают такие свойства, как прочность, гибкость и устойчивость к ультрафиолетовым лучам¹⁹. Считается, что во всех пластиковых изделиях используются те или иные добавки для достижения необходимых стандартов²⁰.

Во многих областях добавки играют ключевую роль. Например, антипирены не дают пластмассам быстро загораться или гореть, повышая безопасность там, где огнестойкость является обязательным условием.²⁰. Антиоксиданты также играют важную роль, предотвращая окисление. Это помогает сохранить прочность пластика и избежать появления поверхностных трещин, благодаря чему изделия служат дольше²⁰.

Выбор правильных добавок - важная составляющая устойчивости и функциональности пластика. Правительства оценивают риски, связанные с химическими добавками, и устанавливают безопасные пределы. Это помогает сделать производство экологически чистым и эффективным.¹⁹. Добавки могут уменьшить проблемы с переработкой или создать пену внутри пластмасс, расширяя их применение в различных областях²⁰.

Одним из главных достижений в области производства пластмасс являются технологии химической переработки. Они позволяют расщеплять пластик и добавки для получения новых высококачественных переработанных материалов¹⁹. Такие добавки, как оптические отбеливатели, также повышают безопасность, предотвращая подделки, гарантируя подлинность продукции.²⁰.

Для разработки новых добавок требуется время и исследования, обычно от шести месяцев до года. Этот процесс показывает, сколько труда и разработок стоит за каждой добавкой²¹. Специалисты по созданию таких смесей крайне важны. Например, компания Star Plastics использует свои знания для создания индивидуальных рецептур. Они отвечают особым требованиям к производительности и стоимости, что позволяет находить новые решения в области компаундирования пластмасс²¹.

Открытость в отношении использования добавок необходима для обеспечения безопасности. Такая открытость поддерживает круговую экономику, направленную на повышение устойчивости пластмасс за счет улучшения дизайна и переработки.¹⁹. В будущем новые технологии, такие как цифровое отслеживание, могут сделать управление добавками еще более эффективным. Это поможет в производстве высококачественных пластмасс¹⁹.

Новые тенденции в производстве пластмасс

В наши дни пластиковая промышленность претерпевает значительные изменения. Компании производят биопластик и улучшают процесс переработки. Эти изменения происходят потому, что мы должны производить меньше мусора и следовать новым правилам, чтобы помочь нашей планете. Давайте рассмотрим эти новые тенденции и узнаем, как они повлияют на будущее производства пластмасс.

Биологически чистые пластмассы

Все больше компаний хотят использовать меньше нефти и быть более экологичными. Они рассматривают биопластики как хороший выбор. К 2024 году мы увидим значительные изменения: все больше компаний будут использовать биопластики²². К 2027 году объем средств, потраченных на биоразлагаемые пластики, превысит $12 миллиардов. Это свидетельствует о большом движении в сторону более безопасных для Земли материалов²³.

В мире автомобилей и электроники все большую популярность приобретают пластмассы на биооснове. Это объясняется тем, что они сочетают в себе интеллектуальные технологии и полезные функции²². Эти пластмассы легче металла и все чаще используются для изготовления деталей автомобилей и прочных канатов.²³.

Инновации в области переработки отходов

Лучшая переработка пластика - залог здоровья планеты. В настоящее время промышленность использует новые технологии, чтобы перерабатывать пластик разумными способами, например, расщепляя его химическим путем.²². Машины также становятся лучше в переработке, выполняя такие задачи, как сортировка и проверка качества пластика²³.

Новые правила и внимание к одноразовым пластикам заставляют компании дважды подумать об упаковке²². Пластмассы с радиочастотной технологией все чаще используются в таких вещах, как трубы, что помогает в обслуживании и проверке газопроводов на наличие напряжения²³.

Вот таблица, в которой показаны некоторые интересные способы улучшения качества пластика:

Тип пластика	Приложение	Преимущества	Прогнозы рынка
Биологически чистые пластмассы	Автомобильная промышленность, электроника, морское дело	Снижение зависимости от ископаемых видов топлива, экологичность	$12 миллиардов к 2027 году23
Переработанные пластмассы	Упаковка, строительство, торговля	Повышенная перерабатываемость, экономичность	Растущее применение в различных отраслях промышленности23
Радиочастотные встраиваемые пластики	Строительство, Газопроводы	Улучшенное техническое обслуживание, измерение стресса	Расширяющийся рынок23

Заключение

Наше путешествие по миру производства пластмасс открывает нам сложную и разнообразную область. Все начинается с добычи нефти и природного газа из недр земли. Затем переходят к передовым методам производства пластика. Такие техники, как плавление, формовка и литье пластмассы, демонстрируют творческий подход к этой отрасли. Они также показывают, как отрасль развивается и адаптируется.

Однако этот прогресс имеет свои отрицательные стороны для планеты. Около 79% пластиковых отходов в итоге либо закапываются в землю, либо загрязняют природу. Лишь небольшая часть - 9% - перерабатывается, и еще меньше - используется более одного раза.²⁴. Если мы не изменим ситуацию, то к 2050 году количество пластика, производимого ежегодно, может достигнуть 1,1 миллиарда тонн.²⁵.

К счастью, новые идеи и технологии по производству пластика из растений и переработке отходов ведут нас к более экологичному будущему. Справиться с загрязнением пластиком можно, если все будут работать вместе. Отдельные люди, компании и правительства могут сыграть свою роль. Чтобы узнать больше об этих проблемах и о том, что делается, ознакомьтесь с этой статьей глобальное исследование и это Руководство по переработке ПВХ²⁴²⁵.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Как делают пластик?

Производство пластика начинается с добычи нефти и природного газа из недр земли. Затем эти материалы превращаются в полимеры. После этого они превращаются в пластиковые изделия, которыми мы пользуемся каждый день.

Какое сырье используется при производстве пластмасс?

Нефть и природный газ - вот основные материалы, необходимые для производства пластика. В настоящее время можно использовать и растения. Это помогает сделать производство пластика более полезным для нашей планеты.

Каковы основные этапы процесса производства пластмассы?

Сначала мы добываем и очищаем нефть и газ. Затем мы производим мономеры и соединяем их вместе, чтобы получить полимеры. Мы смешиваем их со специальными ингредиентами и, наконец, формируем из них такие вещи, как бутылки и пакеты.

Что такое полимеризация и как она работает?

Полимеризация - это химическая реакция, в результате которой мономеры соединяются, образуя длинные цепи. Существует два способа сделать это. Один добавляет мономеры друг к другу, а другой удаляет воду, чтобы соединить их.

Как пластмассы превращаются в конечные продукты?

Для придания пластмассам формы мы используем такие методы, как литье под давлением и экструзия. Литье под давлением отлично подходит для изготовления множества сложных изделий. Экструзия используется для изготовления таких вещей, как трубы.

Какую роль играют добавки в производстве пластмасс?

Добавки делают пластик прочнее, дольше служит и лучше выглядит. Они играют ключевую роль в обеспечении того, чтобы пластик делал то, что нам нужно в различных изделиях.

Что такое бионатуральные пластмассы и почему они важны?

Биологически чистые пластики получают из растений, а не из нефти или газа. Они играют ключевую роль в сокращении загрязнения окружающей среды и делают производство пластика более экологичным и устойчивым.

Как очищают пластмассы и какова роль дистилляции?

Переработка пластика означает разделение нефти на части. Дистилляция помогает разделить эти части. Более легкие части очень важны для производства строительных блоков пластика.

Каковы новые тенденции в производстве пластмасс?

Новые тенденции направлены на использование материалов растительного происхождения и улучшение переработки отходов. Эти усилия снижают потребность в нефти и газе и упрощают переработку пластика.

Какое значение имеет процесс гранулирования в производстве пластмасс?

Гранулирование превращает полимеры и добавки в мелкие гранулы. Эти гранулы легче перемещать и обрабатывать, что упрощает следующие этапы изготовления пластиковых изделий.